Satellite-Measured Vegetation Phenology and Atmospheric Aerosol Time Series in the Korean Peninsula

위성기반의 한반도 식물계절학적 패턴과 대기 에어로졸의 시계열 특성 분석

The objective of this study is to determine the spatiotemporal influences of climatic factors and atmospheric aerosol on phenological cycles of the Korea Peninsular on a regional scale. High temporal-resolution satellite data can overcome limitations of ground-based phenological studies with reasonable spatial resolution. Study results showed that phenological characteristics were similar among evergreen forest, deciduous forest, and grassland, while the inter-annual vegetation index amplitude of mixed forest was differentiated from the other forest types. Forest types with high VI amplitude reached their maximum VI values earlier, but this relationship was not observed within the same forest type. The phase of VI, or the peak time of greenness, was significantly influenced by air temperature. Aerosol optical thickness (AOT) time-series showed strong seasonal and inter-annual variations. Generally, aerosol concentrations were peaked during late spring and early summer. However, inter-annual AOT variations did not have significant relationships with those of VIs. Weak relationships between AOT amplitude and EVI amplitude only indicates that there would be potential impacts of aerosols on vegetation growth in the long run.

본 연구의 목적은 기후요소와 대기 에어로졸이 한반도 식물계절학적 특성에 미치는 영향을 위성자료 분석을 통해 규명하는 것이다. 매일 관측되는 위성관측 자료의 분석을 통해 지표관측이 갖는 식물계절학적 연구상의 시계열적 한계를 극복하고자 하였다. 연구결과에 따르면, 분석된 4개의 주요 산림생태계 중 상록수림, 낙엽수림, 초지는 서로 유사한 식물계절학적 특성을 보인 반면, 혼합림의 생장 패턴의 연도별변화는 상이하게 나타났다. 식생지수(VI)의 연중 진폭이 큰 삼림은 VI 연중 최대치에 보다 빨리 도달하는 것으로 조사되었지만, 동일 삼림생태계 내에서는 시계열적인 관련성이 나타나지 않았다. 식생지수의 위상(phase)은 VI 최대치가 관측되는 연중 시점을 의미하는데, 기온의 변화와 강한 상관성을 보였다. 에어로졸 광학두께(AOT)의 시계열변화는 연도별 변화뿐만 아니라 계절적 특징을 강하게 나타내었다. 일반적으로, 에어로졸 농도는 늦봄부터 초여름에 걸쳐 가장 높게 나타났다. 하지만 AOT의 연도별변화 패턴은 진폭과 위상 변화 측면에서 식생지수와 통계적으로 강한 상관관계를 보이지 않았다. 단지, AOT의 연중 진폭(amplitude)이 식생지수의 진폭과 미약한 상관관계를 보인 결과로 볼 때, 전반적인 에어로졸의 농도 변화가 식생활동에 영향을 미칠 개연성이 있다고 판단된다.